高妍 楊進平
敢為人先,是大家提到黃順祥用得最多的評價詞。
同事張愛紅說:“他敢想、敢鉆、敢拼,天不怕地不怕,風險評估領(lǐng)域的活兒,沒有他不敢接的?!?/p>
“他所要做的都是領(lǐng)域內(nèi)亟需解決的,他敢于挑戰(zhàn)一些對數(shù)理基礎(chǔ)要求高、技術(shù)門檻高、又較少經(jīng)驗的核心難題。”中科院大氣物理所吳琳副研究員如此回憶。
兄弟、學生周佳音吐槽:“他是一個死板、愛較真兒的人,一個在專業(yè)上正直到讓人難以接受的人……”
導師陳海平教授說:“他有創(chuàng)新精神,不斷向新的科學領(lǐng)域探索,以爭分奪秒的工作精神完成了大量的任務(wù)……”
正是因為“敢”,因為“愛較真兒”,因為爭分奪秒、不言放棄,才有了今天的黃順祥 年輕的項目首席、求是獎獲得者、國家技術(shù)發(fā)明二等獎第一完成人、軍隊高層次科技創(chuàng)新人才工程拔尖人才……
而這些成績的取得,對于在困苦中長大的黃順祥來說,更加難得。黃順祥出生在重慶云陽的大山里,環(huán)境閉塞,家境貧寒,投親靠友艱難求學。他從小就懂得,學習才能改變命運。
幸運的是,生活的艱澀沒有湮沒他自小就顯露出的數(shù)學和物理天賦,而這天賦,在1995年黃順祥考入中國人民解放軍防化學院軍事指揮專業(yè)之后更加閃耀。
勤奮、專注與熱愛,讓他的天賦更有價值 第一個在北京市高等數(shù)學和大學物理競賽獲獎,并因此榮立三等功的指揮系學員;第一個破例免試從指揮系跨專業(yè)到工程系讀研的學員;第一個被破例公派到清華、北大等高等院校進行聯(lián)合培養(yǎng)的碩士研究生……
頭項“光環(huán)”的年輕人并未驕傲,反而以更加謙虛受納的姿態(tài),從身邊的師長身上汲取知識與營養(yǎng),蓬勃生長。2002年,黃順祥如愿留校工作,成為防化學院履約技術(shù)部的一員新兵。
在這里,他完成了一個科研人員的不斷修煉與成長,完成了一個軍人從新兵到尖兵的跨越。
肩膀上永遠有責任,胸膛里永遠有激情,心心念念的永遠是一線科研難題,黃順祥用實際行動,寫就了一個杰出軍事科技工作者的不凡人生。
戰(zhàn)斗!在日遺化武處置一線
黃順祥有很多外號,其中一個是“黃大仙兒”,因為他主攻的化學風險評估方向,要以精確的氣象場預報為基礎(chǔ)。氣象場預報的越準確,對化學危險品的擴散模擬,及后續(xù)的危害評估就越有幫助。
然而風云變幻,氣象萬千,每一個區(qū)域的大氣運動都是區(qū)域特點和全球環(huán)流相互影響的結(jié)果,要想準確預測,絕非易事。
這_一切,來源于實踐,升華于實踐,又驗證于實踐。
中國東北,位于吉林省敦化市的哈爾巴嶺,山高林密,人跡罕至。這個有點神秘的小地方,近年卻因為處理侵華日軍遺棄化學武器工作的逐步展開,曝光在公眾視野。
作為目前中國境內(nèi)最大的日遺化武埋藏點,哈爾巴嶺的總埋藏量為約34萬枚。這些“化學毒彈”或深埋地下,或沒于水中,經(jīng)過70多年的歲月侵蝕,多數(shù)生銹腐蝕,極不穩(wěn)定,挖掘、處置、運輸過程中稍有不慎,就有可能泄漏,風險極高。
黃順祥所開展的風險評估工作就是以技術(shù)的力量,最大限度降低化武處置過程中的風險,保證人員與生態(tài)安全。高毒、高爆、高風險,干這個活兒,要拼命。
但當任務(wù)擺在眼前,黃順祥和他的老師、戰(zhàn)友們并沒有退縮?!敖^不能讓日本人留下的這些毒瘤再有機會禍害我們的老百姓!我是一名軍人,祖國和人民的需要,就是我的戰(zhàn)場!”
還處于研究生階段的黃順祥,就參加了哈爾巴嶺日遺化武埋藏點中日聯(lián)合調(diào)查,從此奮戰(zhàn)在日遺化武的處置一線,并以一系列的扎實成果為祖國和人民護航。
為適應(yīng)哈爾巴嶺山區(qū)復雜的氣象、地形情況,建立三維數(shù)值擴散模式,黃順祥在短時間內(nèi)人工突擊獲取、輸入16萬個數(shù)據(jù),完成了矢量電子地圖的制作。以矢量地圖為基礎(chǔ),根據(jù)污染氣象學和流體力學原理,設(shè)計了復雜條件下化學危害評估模式(CDM)。
為確保銷毀化學武器時人員和生態(tài)環(huán)境的安全,獲取風險評估和預測預警所需要的關(guān)鍵環(huán)境參數(shù),2006年,黃順祥負責籌劃建立了日遺化武處理區(qū)的102米氣象綜合觀測塔。并在2007年冬、夏成功實施兩次野外大氣邊界層觀測聯(lián)合實驗,順利完成塔上風溫濕平均場和湍流的梯度觀測,實施了系留汽艇探空和風溫廓線雷達觀測,收集了大量一線數(shù)據(jù)。
2010年,為了科學、有效地評估日遺化武挖掘回收過程中存在的殉爆風險,黃順祥獨創(chuàng)了蜂窩坐標系,建立了混合炮彈殉爆模型(SDM),巧妙解決了日遺化武密集埋藏點挖掘工程危害評估的源強問題。
2012年,面對日遺化武遠距離運輸存在的巨大風險,以及當下風險評估技術(shù)無法實施運輸過程實時風險評估的困境,黃順祥頂著運輸任務(wù)急迫、技術(shù)難度高的重重壓力,帶領(lǐng)風險評估團隊提出了邊界層嵌套方法,解決了小尺度化學風險評估難題,作出了科學有效地運輸風險評估,并提出有針對性、可行性的防范措施,最大限度保證了運輸沿途人民的生命和財產(chǎn)安全。
他們最終建立的處理日遺化武危害評估與風險預報理論和技術(shù)體系,實現(xiàn)了對日遺化武挖掘回收、運輸和銷毀全過程的危害評估和風險預報,不僅贏得了日方合作專家的認可與尊重,更為處理日軍遺留在我國18個省市90多個地區(qū)的幾千噸毒劑、數(shù)百萬枚化學炮彈提供了技術(shù)支撐。
同時,以此為基礎(chǔ)形成的“化學危害預測預警與控制系統(tǒng)”,還在“天津8.12特大火災(zāi)爆炸事故”應(yīng)急,北京奧運會、深圳世界大學生運動會、廣州亞運會等重大活動安全保衛(wèi)應(yīng)急力量的部署中提供了實時技術(shù)支持;更為我國執(zhí)行敘利亞化學武器護航提供了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的化學風險評估系統(tǒng);在國家反核生化恐怖演習任務(wù)中得到實際應(yīng)用。
阻擊!成功預測甲型HiNi流感疫情
黃順祥喜歡琢磨,尤其是跟現(xiàn)實問題密切相關(guān)的東西。
SARS期間,疫情暴發(fā)恐慌籠罩了整個中國,影響著全世界。黃順祥和幾個喜歡鉆研的同事、同學搞出了一套新的疫情預測動力學模型。他們希望能夠找到影響疫情發(fā)展的關(guān)鍵因子,預測疫情發(fā)展,從而找到最優(yōu)防控方案。
2009年,這個模型作為“國家應(yīng)急平臺關(guān)鍵技術(shù)體系生化危害預測預警”建設(shè)項目的一部分,在國家應(yīng)急管理辦公室進行成果匯報。
當時,恰逢甲型HINI流感在墨西哥和美國暴發(fā),國務(wù)院應(yīng)急辦啟動了甲型HIN1流感防控研究專項。應(yīng)急辦的領(lǐng)導提出:能不能利用這個模型,對甲型HIN1流感進行預測?
疫情當頭,時間緊迫,又牽涉到國家重大問題應(yīng)急決策,面對這個“不情之請”,黃順祥沒有猶豫?!笆姑蝿?wù)需要什么,我就做什么。國家哪里最急需,軍人就應(yīng)該沖鋒到哪里?!?/p>
憑借對模型的透徹了解,他堅信“這個模型是反映普遍規(guī)律的,不僅適用于SARS,也應(yīng)該可以預測新的疫情”。
穩(wěn)妥起見,他們決定先對美國和墨西哥甲型HINI流感疫情發(fā)展進行預測,如果預報結(jié)果和疫情的實際發(fā)展符合得好,再作進一步的預測和建議。
他們先利用世界衛(wèi)生組織實時提供的墨西哥和美國疫情數(shù)據(jù),通過反演技術(shù)確定模型參數(shù)取值,然后再利用模型預測疫情未來的發(fā)展趨勢。
結(jié)果發(fā)現(xiàn),1周以后的預測預報結(jié)果與實際發(fā)生疫情的統(tǒng)計數(shù)據(jù),相對誤差均在1%左右。這是一個令人振奮的數(shù)字。最終,黃順祥針對重大傳染病疫情發(fā)展既受自然規(guī)律的約束又受人類對疫情控制影響的特點,發(fā)明了具有控制變量的傳染病疫情預測方法,揭示了控制措施、環(huán)境因素對疫情發(fā)展影響的機理。
基于此,他們預測,我國甲型HINI流感的基本傳染率為0.6,根據(jù)該科學結(jié)論提出我國甲型HINI流感防控不需要采取關(guān)閉海關(guān)、控制流動人口和集體隔離等嚴格控制措施的具體建議,并被國務(wù)院應(yīng)急管理辦公室采納,避免了社會恐慌和巨大的經(jīng)濟代價,避免經(jīng)濟損失近千億元。
“研究如何以最小的經(jīng)濟代價,達到有效控制疫情的目的”,黃順祥的傳染病疫情最優(yōu)防控研究,一直在持續(xù)進行。
沖鋒!在大氣污染防控最前沿
用現(xiàn)代科學技術(shù)武裝起來的“黃大仙兒”,最關(guān)注的還是氣象問題。霧霾剛露頭,黃順祥就敏銳地感知到這一民生問題的緊迫性。
2013年,由防化學院牽頭,聯(lián)合中國科學院大氣物理研究所、北京大學、國家氣象中心和北京眾藍科技等單位的研究人員組成研發(fā)團隊,開始對霧霾防控進行技術(shù)攻關(guān),黃順祥任技術(shù)總師。
防化兵做大氣污染防治?靠譜嗎?
當然!吳琳至今記得黃順祥在介紹項目背景時說的話:“防化兵所從事的核生化污染擴散、防治與應(yīng)急,正是大氣污染防治的起源,將其中一些關(guān)鍵方法和技術(shù)應(yīng)用于大氣污染防治,是順理成章的擴展應(yīng)用?!?/p>
作為技術(shù)總師,在國家重點研發(fā)計劃“大氣重污染綜合溯源與動態(tài)優(yōu)化控制研究(青年項目)”的支持下,黃順祥帶領(lǐng)合作團隊一起,將以往所取得的核生化危害預測與控制系統(tǒng)的通用性理論、方法和技術(shù)進行了軍轉(zhuǎn)民探索。“全國空氣質(zhì)量高分率預報與污染控制決策支持系統(tǒng)(NARS,吶思系統(tǒng))”的建設(shè)和應(yīng)用,便是軍民融合結(jié)出的碩果。
這是一個專門針對霧霾預報與控制研發(fā)的技術(shù)體系,從醞釀到誕生用了4年。黃順祥介紹,精準,是NARS的創(chuàng)新精髓所在,即“精準定位源,控制治理源,應(yīng)急優(yōu)化控制源”。其中最難的地方在于污染源受各種條件影響,有靜態(tài)和動態(tài)變化,隨時發(fā)生,難以琢磨。“大氣是一個開放系統(tǒng),改變氣象條件非常困難,最有效的方法就是控制排放源?!?/p>
如何控制?
黃順祥提出了大氣污染的“二八定律”,即20%的排放源導致了80%的大氣污染。遏制住關(guān)鍵的20%,是根本?!爸灰覝饰廴驹搭^,實現(xiàn)靶向治理,就能以較小的代價較快的時間改善空氣質(zhì)量?!?/p>
最終,他們研發(fā)了大氣污染伴隨溯源模式,并直指難度巨大的細顆粒物PM2.5和O3伴隨模式,解決了網(wǎng)格化的定量溯源和優(yōu)化控制;采用站點和衛(wèi)星等多源資料同化反演大氣污染排放源,以得到動態(tài)的排放清單,解決排放源不確定的問題,進而有效提高預報精度;發(fā)展大氣污染優(yōu)化控制理論和實現(xiàn)方法,基于“自然控制論”形成一體化“閉環(huán)”的大氣污染優(yōu)化控制,將大氣污染預報與控制耦合,真正實現(xiàn)有效調(diào)控。
這一系統(tǒng),摒棄了“—刀切”的粗放式管理手段,積極在控制成本、經(jīng)濟損失和環(huán)境效益三方面尋求最優(yōu)解,現(xiàn)實意義重大。
NARS系統(tǒng)于2016年9月發(fā)布,如今己在貴州、成都等地大氣污染防治中進行了業(yè)務(wù)應(yīng)用,污染過程預報準確率100%,污染程度預報準確率85%以上。同時,根據(jù)所承擔的總理基金“大氣重污染成因與治理攻關(guān)項目”研究任務(wù),正在京津冀及周邊2+26城市的應(yīng)急來源解析中進行業(yè)務(wù)應(yīng)用,為找準污染源頭、實現(xiàn)靶向治理提供核心理論和關(guān)鍵技術(shù)支撐。
如今,相關(guān)研究仍在繼續(xù),黃順祥和他的戰(zhàn)友們?nèi)栽跒榱恕俺B(tài)藍”的實現(xiàn)而戰(zhàn)斗。
高山仰止,景行行止
用現(xiàn)在的流行語來說,黃順祥是妥妥的斜杠青年,名副其實的跨界者、融合者。
求學,他完成了從軍事學到工學,再到理學的轉(zhuǎn)換,三門學科背景幫助他做任何研究都能夠觸類旁通。
搞科研,他跨越核生化三大領(lǐng)域,身為化學風險評估方向的專家,卻在核生化安全防控、日遺化武處理、大氣污染防治等多方面都干出了令人矚目的成績。
作為師長,他同樣在以自身的力量影響著年輕一代,言傳身教,無聲潤物。
他告訴學生,“研究課題一定要奔著解決實際問題去”,他不僅將自己打造成了這句話的最佳代言人,更將這一理念滲透到課堂中。
“黃教授從不完全按照課本的章節(jié)講授課程內(nèi)容,而是注重把最新的科研成果引入課堂……通過專題講授闡述最新的研究熱點、成果進展、關(guān)鍵環(huán)節(jié)和困難瓶頸?!辈┦可铎o覺得這樣另類的上課方式讓人受益匪淺。
他教導學生,學術(shù)研究不是自己悶頭造車,個人刻苦鉆研是基本,大課題還需要依靠團隊合作。于是,每周一次的課題組討論會便成為集思廣益的大課堂。
他用20年在科研一線夜以繼日與時間賽跑的態(tài)度,告訴學生,做科研就是要爭分奪秒,容不得半分拖沓。
高山仰止,景行行止。年輕的黃順祥正在接過老一輩科學家手中的旗幟,為核生化危害防控研究培養(yǎng)后繼,為國家核生化安全技術(shù)持續(xù)走在國際前列積蓄能量。
“我要將還很淺薄的理學、工學和軍事學知識,有機融入到無限未知的核生化安全領(lǐng)域,而現(xiàn)在,只是我長遠奮進的起點?!泵鎸ξ磥淼姆N種挑戰(zhàn),黃順祥厲兵秣馬,枕戈待旦!